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UNIVERSIDA PRIVADA DEL VALLEFACULTAD DE TECNOLOGIA
Universidad Privada del Valle
Facultad de tecnología
Ingeniería En Energía (Petróleo y gas)
Campus Tiquipaya
PRACTICA – Nº 8
COCHABAMBA – BOLIVIA
TRANSFORMACION DE VOLTAJE
MATERIA: Laboratorio de Física 3
DOCENTE: Ing. Raul Aguirre
GRUPO: F
INTEGRANTES:
- Nataly Lopez Cayo
- Brayan Orellana Calicho
- Maycolt Huanaco Caero
- Rosa Silvestre Vargas
FECHA: 18 de Abril de 2014
MATERIA: Laboratorio de Física 3
DOCENTE: Ing. Raúl Aguirre
GRUPO: F
INTEGRANTES:
- Nataly Lopez Cayo
- Brayan Orellana Calicho
- Maycolt Huanaco Caero
- Rosa Silvestre Vargas
FECHA: 16 de Octubre de 2014
UNIVERSIDA PRIVADA DEL VALLEFACULTAD DE TECNOLOGIA
TRANSFORMACION DE VOLTAJE
1.- MARCO TEORICO
Transformadores de voltaje en circuitos eléctricos
Los transformadores se usan en circuitos eléctricos para cambiar el voltaje eléctrico del circuito.
TRANSFORMADOR
Es aquel dispositivo capaz de modificar alguna característica de la energía
eléctrica y su principio estructural en dos bobinas con dos o más devanados o
arrollamientos alrededor de un centro común llamado núcleo. El núcleo es el
elemento encargado de acoplar magnéticamente loa arrollamientos de las bobinas
primaria y secundaria del transformador. Esta construido superponiendo
numerosas chapas de aleación acero – silicio, fin de reducir las pérdidas por
histéresis magnética y aumentar la resistividad del acero.
Su espesor suele oscilar entre 0,30 y 0,50 mm. La forma más sencilla de construir
el núcleo de un transformador es la que consta de tres columnas, las cuales se
cierra por las partes superior e inferior con otras dos piezas llamadas yugo o
culata.
UNIVERSIDA PRIVADA DEL VALLEFACULTAD DE TECNOLOGIA
Con el fin de facilitar la refrigeración del transformador los núcleos disponen de
unos canales en su estructura que sirven para que circule el aceite de
refrigeración. En los transformadores trifásicos, los núcleos se disponen en tres
columnas unidas a sus respectivos yugos superior e inferior. Los transformadores
tienen la capacidad de transformar el voltaje y la corriente a niveles más altos o
más bajos.
No crean por supuesto, la energía a partir de la nada; por lo tanto, si un
transformador aumenta el voltaje de una señal, reduce su corriente; y si reduce el
voltaje de la señal, eleva la corriente. En otras palabras, la energía que fluye a
través de un transformador, no puede ser superior a la energía que haya entrado
en él.
TRANSFORMADORES
El transformador es una aplicación importante de la inductancia mutua, un
transformador tiene un devanado primario LP conectado a una fuente de voltaje
que produce una corriente alterna, mientras que el devanado secundario LS esta
conectado a través de una resistencia de carga RL.
El propósito del transformador es transferir la potencia del primario que es donde
esta conectado al generador al secundario, donde el voltaje inducido en el
secundario es capaz de producir corriente en la resistencia de carga conectada a
través de LS. Aunque el primario y el secundario no están conectados entre si, la
potencia en el primario esta acoplada al secundario por medio del campo
magnético que existe entre los dos devanados. Cada vez que la carga requiera
un voltaje mayor o menor al proporcionado por el generador, el transformador
puede aumentar o disminuir el voltaje de aquel si se incrementa o decrementa él
numero de vueltas del devanado secundario LS (comparado con las vueltas del
primario LP) a fin de proporcionar la cantidad de voltaje necesaria en el
secundario.
RELACIÓN DE VOLTAJE
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Con un acoplamiento unitario entre el primario y el secundario, el voltaje inducido
en cada vuelta del secundario es igual al voltaje inducido en cada vuelta del
primario. Por tanto, la relación de voltajes se encuentra en la misma proporción
que la relación de vueltas: Cuando el secundario tiene un mayor número de
vueltas que el primario, el voltaje en aquel es mayor que en el primario y, por
consiguiente, el transformador aumenta el voltaje. Cuando el secundario tiene un
número menor de vueltas que el primario, el transformador reduce el voltaje. Sin
importar cuál sea el caso, la relación siempre se da en términos del voltaje en el
primario, el cual puede aumentarse o reducirse en el devanado secundario.
RELACIÓN DE CORRIENTE
Cuando no existen perdidas en el núcleo del transformador, la potencia en el
secundario es igual a la potencia en el primario. La relación de corriente es el
inverso de la relación de voltaje; esto es, aumentar el voltaje en el secundario
significa disminuir la corriente en el primario y viceversa. El secundario no genera
potencia, solo la toma del primario. Por tanto, el aumento o disminución de la
corriente, en términos de la que circula por el secundario (IS), esta determinada
por la resistencia de carga conectada a través de este.
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2.- ODJETIVOS
a.- Mediante la siguiente práctica el estudiante medirá los voltajes inducidos en la bobina secundaria de un transformador en vacío, para diferentes voltajes en la bobina primaria.
b.-luego proseguirá ala investigación Investigar la relación de voltajes con relación de vueltas de las bobinas.
3.- MATERIALES Y EQUIPOS
Un nucleo de hierro
laminado
Tres bobinas de 200,400 y
600 vueltas
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Dos multímetros Una fuente de alimentación
de corriente continua
Cables de experimentación
4.-PROCEDIMIENTO
a) Instalar el experimento como se indica en el circuito.
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b) Ajustar los multímetros como voltímetro y amperímetro de corriente alterna para un rango de medición de 20 V y 20 A respectivamente.
c) Instalar el transformador con las siguientes combinaciones de espiras: 600/400; 600/200 ; 400/200; 400/600 ; 200/400;
d) En cada caso conectar la bobina primaria a 6, 12 y 18 V de corriente alterna.
e) Para cada uno de los diferentes transformadores aplicar a la bobina primaria el voltaje dado en la tabla.
f) En cada caso medir el voltaje secundario y la corriente de excitación y anotarlo en la tabla.
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5.- DATOS
Voltaje (V)
Bobina primaria Bobina Secundaria
Nº de vueltas
Voltaje (V)Corriente
(A)Nº de
vueltasVoltaje (V)
6 600 6.03 0.01 400 3.79
12 600 11.49 0.02 400 7.25
18 600 17.11 0.03 400 10.84
6 600 6.03 0.01 200 1.90
12 600 11.51 0.02 200 3.66
18 600 17.16 0.03 200 5.46
6 400 6.02 0.03 200 2.84
12 400 11.47 0.06 200 5.47
18 400 17.16 0.09 200 8.12
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6 400 6.01 0.03 600 8.50
12 400 11.45 0.06 600 16.27
6 200 5.99 0.13 400 11.20
6.- CALCULOS
1.- Calcular Vs/Vp = Ns/Ns, comparar los resultados
Aplicamos la siguiente ecuación:
a.- Para 600 vueltas en la bobina primaria y 400 vueltas en la secundaria
Datos:
Voltaje (V)
Bobina primaria Bobina Secundaria
Nº de vueltas
Voltaje (V)Corriente
(A)Nº de
vueltasVoltaje (V)
V SV P
=N SNP
=1a
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6 600 6.03 0.01 400 3.79
12 600 11.49 0.02 400 7.25
18 600 17.11 0.03 400 10.84
Calculamos primero Ns/Np:
A continuación compararemos este resultado con Vp / Vs:
1. - Voltaje de 6 Voltios
Hallamos su % de error:
EMayor = 0.667
Emenor = 0.6285
N SN P
=400600
= 11.5
=0 .667
V SV P
=3 .796 .03
=0 .6285
%Error=EMayor−Emenor
EMayor∗100
%Error=0 .667−0.62850 .667
∗100
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2.- Voltaje a 12 voltios
Hallamos su % de error:
EMayor = 0.667
Emenor = 0.6309
3.- Voltaje a 18 voltios
Hallamos su % de error:
%Error=5.772%
V SV P
= 7 .2511.49
=0 .631
%Error=0 .667−0. 4890 .667
∗100
%Error=0 .667−0.6310 .667
∗100
%Error=5.397%
V SV P
=10 .8417 .11
=0 .6335
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EMayor = 0.667
Emenor = 0.6335
b.- Para 600 vueltas en la bobina primaria y 400 vueltas en la secundaria
Datos:
Voltaje (V)
Bobina primaria Bobina Secundaria
Nº de vueltas
Voltaje (V)Corriente
(A)Nº de
vueltasVoltaje (V)
6 600 6.03 0.01 200 1.90
12 600 11.51 0.02 200 3.66
%Error=26 .237%
%Error=0 .667−0.63350 .667
∗100
%Error=5.022%
UNIVERSIDA PRIVADA DEL VALLEFACULTAD DE TECNOLOGIA
18 600 17.16 0.03 200 5.46
Calculamos primero Ns/Np:
A continuación compararemos este resultado con Vp / Vs:
1. - Voltaje de 6 Voltios
Hallamos su % de error:
EMayor = 0.333
Emenor = 0.3151
2.- Voltaje a 12 voltios
N SN P
=200600
=13=0 .333
V SV P
=1.906 .03
=0 .3151
%Error=EMayor−Emenor
EMayor∗100
%Error=0 .333−0 .31510 .333
∗100
%Error=5.37%
V SV P
= 3 .6611.51
=0 .318
UNIVERSIDA PRIVADA DEL VALLEFACULTAD DE TECNOLOGIA
Hallamos su % de error:
EMayor = 0.333
Emenor = 0.318
3.- Voltaje a 18 voltios
Hallamos su % de error:
EMayor = 0.333
Emenor = 0.3181
%Error=0 .667−0. 4890 .667
∗100
%Error=0 .333−0 .3180 .333
∗100
%Error=4 .5045%
V SV P
= 5 .4617 .16
=0.3181
%Error=26 .237%
%Error=0 .333−0 .31810 .333
∗100
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c.- Para 400 vueltas en la bobina primaria y 200 vueltas en la secundaria
Datos:
Voltaje (V)
Bobina primaria Bobina Secundaria
Nº de vueltas
Voltaje (V)Corriente
(A)Nº de
vueltasVoltaje (V)
6 400 6.02 0.03 200 2.84
12 400 11.47 0.06 200 5.47
18 400 17.16 0.09 200 8.12
Calculamos primero Ns/Np:
%Error=4 .4744%
N SN P
=200400
=12=0 .5
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A continuación compararemos este resultado con Vp / Vs:
1. - Voltaje de 6 Voltios
Hallamos su % de error:
EMayor = 0.500
Emenor = 0.4717
V SV P
=2.846 .02
=0 .4717
%Error=EMayor−Emenor
EMayor∗100
%Error=0 .500−0 .47170 .500
∗100
%Error=5.66%
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2.- Voltaje a 12 voltios
Hallamos su % de error:
EMayor = 0.500
Emenor = 0.434
3.- Voltaje a 18 voltios
Hallamos su % de error:
V SV P
= 5 .4711.47
=0 .4768
%Error=0 .667−0. 4890 .667
∗100
%Error=0 .500−0 .47680 .500
∗100
%Error=4 .64%
V SV P
= 8 .1217 .06
=0 .4759
%Error=26 .237%
UNIVERSIDA PRIVADA DEL VALLEFACULTAD DE TECNOLOGIA
EMayor = 0.500
Emenor = 0.4759
d.- Para 400 vueltas en la bobina primaria y 600 vueltas en la secundaria
Datos:
Voltaje (V)
Bobina primaria Bobina Secundaria
Nº de vueltas
Voltaje (V)Corriente
(A)Nº de
vueltasVoltaje (V)
6 400 6.01 0.03 600 8.50
12 400 11.45 0.06 600 16.27
Calculamos primero Ns/Np:
%Error=0 .500−0 .47590 .500
∗100
%Error=4 .82%
N SN P
=600400
=1 .5
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A continuación compararemos este resultado con Vp / Vs:
1. - Voltaje de 6 Voltios
Hallamos su % de error:
EMayor = 1.500
Emenor = 1.246
2.- Voltaje a 12 voltios
V SV P
=8 .506 .01
=1 .4143
%Error=EMayor−Emenor
EMayor∗100
%Error=1 .500−1. 41431.500
∗100
%Error=5.7133%
V SV P
=16 .2711.45
=1.4209
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Hallamos su % de error:
EMayor = 1.500
Emenor = 1.4209
e.- Para 200 vueltas en la bobina primaria y 400 vueltas en la secundaria
Datos:
Voltaje (V)
Bobina primaria Bobina Secundaria
Nº de vueltas
Voltaje (V)Corriente
(A)Nº de
vueltasVoltaje (V)
6 200 5.99 0.13 400 11.20
%Error=0 .667−0. 4890 .667
∗100
%Error=1 .500−1. 42091.500
∗100
%Error=5.2733%
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Calculamos primero Ns/Np:
A continuación compararemos este resultado con Vp / Vs:
1. - Voltaje de 6 Voltios
Hallamos su % de error:
EMayor = 2.000
Emenor = 1.8698
N SN P
=400200
=2
V SV P
=11.205 .99
=1 .8698
%Error=EMayor−Emenor
EMayor∗100
%Error=2 .000−1 .86982.000
∗100
%Error=6 .51%
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2.- graficar Vs = f(Vp)
Ns/ Np)PARA :
Vs (Y) Vp (X)
3.79 6.03
7.25 11.51
10.84 17.06
PARA:
Vs (Y) Vp (X)
1.90 6.03
N SN P
=400600
= 11.5
=0 .667
N SN P
=200600
=13=0 .333
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3.66 11.51
5.46 17.16
PARA:
PARA
PARA
Vs (Y) Vp (X)
2.84 6.02
5.47 11.47
8.12 17.06
Vs (Y) Vp (X)
8.50 6.01
16.27 11.45
N SN P
=200400
=12=0 .5
N SN P
=600400
=1 .5
N SN P
=400200
=2
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Vs (Y) Vp (X)
3.79 6.03
3.- GRAFICA PARA Vs= g ( Ns/ Np)
En la que usamos los cálculos de las cinco Ns/ Np
N SN P
=200400
=12=0 .5N S
N P=400600
= 11.5
=0 .667
N SN P
=200600
=13=0 .333N S
N P=600400
=1 .5
N SN P
=400200
=2
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7.- CONCLUSIONES
o Se determinó satisfactoriamente el valor de la corriente continua y alterna de una bobina sin núcleo de hierro, con yugo y con núcleo en U.
o Se comprobó que una bobina produce campo magnético.
8.- RECOMENDACIONES
Ver que todos los materiales estén en condiciones óptimas para mejor hallazgo de resultados.
Para desarmar el equipo se deberá desconectar la fuente de corriente ya que si la bobina tiene núcleo difícilmente se lo sacara.
Trabajar seriamente y sin juegos le dará buena obtención de datos y magníficos resultados
9.- BIBLIOGRAFÍA
Libros de consulta:
Galarza Francisco – Física III - 2007-S/ED-CBBA-Bolivia (Pág. 220-225)
Galarza Goñi Juan- Física General - 1998 - ED. Latinas Editores – Perú
(Pág. 500-504)
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Páginas de Internet:
es.wikipedia.org/wiki/Inductor
www.unicrom.com/Tut_bobina.asp
es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alterna
es.wikipedia.org/wiki/Transformador
HOJA DE DATOS
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